ST25R3916B/ST25R3917B:高性能NFC读卡器芯片,适用于支付与工业应用

描述

STMicroelectronics ST25R3916B/17B NFC读卡器是高性能NFC通用器件,用于支付、消费类和工业应用。ST25R3916B/17B支持NFC启动器、NFC接受器、NFC读卡器和NFC卡仿真模式(如适用)。NFC读卡器完全符合EMVCo 3.1a模拟和数字标准。符合上述标准使得该器件优化用于POS终端应用,即使在恶劣条件下,也能实现快速EMVCo认证周期,在嘈杂LCD周围设有天线。

数据手册:*附件:STMicroelectronics ST25R3916B,17B NFC读卡器数据手册.pdf

STM ST25R3916B包括一个高级模拟前端 (AFE) 和一个高度集成的数据组帧系统,用于ISO 18092无源和有源启动器、ISO 18092无源和有源接收器,包含更高比特率的NFC-A/B (ISO 14443A/B) 读卡器,NFCF (FeliCa™) 读卡器,高达53kbps的NFC-V (ISO 15693) 读卡器和NFC-A / NFC-F卡仿真。与ST25R3916B相比,ST25R3917B具有更小的功能集。

ST25R3916B与ST25R3917B具有高射频输出功率,可直接高效驱动天线。此外,ST25R3916B和ST25R3917B还具有其他特性,因此适合用于低功耗应用。该器件包含一个低功耗RC振荡器和可在选定时间后自动唤醒的唤醒定时器,使用一种或多种低功耗卡存在检测技术(相位或幅度)检查是否存在标签。

ST25R3916B/17B NFC读卡器设计用于在宽电源电压范围(-40°C至+105°C温度下为2.6V至5.5V;20°C至+105°C温度下为2.4V至5.5V)以及宽外设I/O电压范围(1.65V至5.5V)内工作。ST25R3916B/17B结合了高射频输出功率、低功耗模式和宽电源范围,因此非常适合用于基础设施NFC应用。

特性

  • 工作模式
    • 读卡器/写卡器
    • 卡仿真
    • 有源和无源对等网络
  • 主要特性
    • 动态功率输出 (DPO) 控制磁场强度,以保持在给定限值内
    • 有源波形脉冲 (AWS) 可减少过冲和下冲
    • 噪声抑制接收器 (NSR) 支持在嘈杂环境中接收
    • 通过可变电容器进行自动天线调谐 (AAT)
    • 符合集成EMVCo® 3.1a标准的EMD处理能力
    • 自动增益控制和静噪特性,可最大限度地提高SNR
    • 低功耗NFC有源和无源目标模式
    • 可调ASK调制深度,0至82%
    • 集成稳压器,可增强系统PSRR
    • AM/PM和I/Q解调器,带基带通道汇总或自动通道选择
    • 可以驱动两个独立的单端天线
    • 测量天线电压幅度和相位、RSSI、片上电源和稳压电压
  • 射频通信
    • 符合EMVCo® 3.1a模拟和数字标准
    • NFC-A/ISO14443A,高达848KB/s
    • NFC-B/ISO14443B,高达848KB/s
    • NFC-F/FeliCa™,高达424KB/s
    • NFC-V/ISO15693,高达53KB/s
    • NFC-A / ISO14443A (106kbit/s) 与NFC-F / FeliCa™ (212/424kbit/s) 卡仿真
    • 有源和无源对等启动器和目标模式,高达424KB/s
    • 低电平模式支持实施MIFARE Classic®兼容协议或其他自定义协议
  • 外部通信接口
    • 512字节FIFO
    • 串行外设接口(SPI)传输速率高达10MB/s
    • I^2^C,快速模式下高达400kb/s,快速模式+下高达1Mb/s,高速模式下高达3.4Mb/s
  • 电气特性
    • 宽电源电压和环境温度范围(-40°C至+105°C温度下为2.6V to 5.5V;-20°C至+105°C温度下为2.4V至5.5V)
    • 宽外设通信电源范围:1.65V至5.5V
    • 石英振荡器,能够搭配27.12MHz晶体使用,可以快速启动

框图

读卡器

系统示意图

读卡器

ST25R3916B/ST25R3917B:高性能NFC读卡器芯片,适用于支付与工业应用

主要特性

支持的操作模式

  • 读写器模式 :支持NFC-A/B/F/V等多种协议
  • 卡模拟模式 :支持NFC-A和NFC-F协议
  • 点对点通信 :支持主动与被动模式,最高速率424 kbps

射频通信能力

  • 符合EMVCo 3.1a标准,适用于支付终端
  • 支持ISO14443A/B、ISO15693、FeliCa等主流协议
  • 最高通信速率达848 kbps(NFC-A/B)
  • 支持MIFARE Classic等私有协议

关键射频特性

  • 动态功率输出(DPO) :控制场强在设定范围内
  • 主动波形整形(AWS) :减少过冲与下冲
  • 噪声抑制接收器(NSR) :提升嘈杂环境下的接收性能
  • 自动天线调谐(AAT) :通过外部可变电容自动优化天线匹配

系统结构与核心模块

发射器(Transmitter)

  • 支持单端或差分天线驱动
  • 可配置输出阻抗,支持OOK与AM调制
  • 支持内部驱动负载调制或外部MOS管调制

接收器(Receiver)

  • 双通道接收(AM/PM或I/Q解调)
  • 可调增益与滤波器设置,支持多种子载波频率
  • 集成AGC、Squelch、RSSI等功能,提升接收稳定性

相位与幅度检测

  • 用于天线调谐状态监测
  • 支持低功耗卡片检测(相位/幅度变化)

自动天线调谐(AAT)

  • 仅ST25R3916B支持
  • 通过两个8位DAC输出调谐电压,优化天线谐振频率

外部场检测器

  • 支持对等设备检测与碰撞避免阈值
  • 用于NFCIP-1主动通信与被动目标模式

低功耗与唤醒功能

ST25R3916B/17B具备先进的低功耗卡片检测机制,可在不开启完整读卡场的情况下,通过相位或幅度测量检测卡片接近。结合内置的32 kHz RC振荡器和可配置唤醒定时器,可实现周期性检测,显著降低系统功耗。


通信接口

  • SPI接口 :最高10 Mbps
  • I2C接口 :支持标准模式(100 kHz)、快速模式(400 kHz)、快速模式+(1 MHz)和高速模式(3.4 MHz)
  • 512字节FIFO,支持大数据帧传输

应用场景

  • 非接支付终端 (符合EMVCo 3.1a)
  • NFC通用设备 (支持NFC Forum五种标签类型)
  • 工业RFID读写器
  • FeliCa读写器
  • 低功耗传感与唤醒设备
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